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陨石@一颗子弹以光速击中地球，后果会怎样？


陨石@一颗子弹以光速击中地球，后果会怎样？
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陨石@一颗子弹以光速击中地球，后果会怎样？
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【陨石@一颗子弹以光速击中地球，后果会怎样？】
地球自诞生以来的45亿年里遭遇到了无数次的陨石撞击事件 。 根据对直径达180公里的希克苏鲁伯陨石坑的考察推算 ， 6500万年前曾有一颗直径10千米以上的陨石撞在了地球上 ， 引发了大规模海啸、火山爆发及大批生物的灭绝 。
由于希克苏鲁伯陨石的撞击速度只有20公里/秒左右 ， 因此地球在此次撞击事件中才得以保存下来 。
希克苏鲁伯陨石坑
陨石对地球造成的伤害只与它的动能有关 ， 质量越大、速度越高 ， 动能就越大 ， 破坏力就越强 。 那么假如一颗子弹（约10克）以光速击中地球表面 ， 会造成怎样的后果呢？
在牛顿力学中 ， 光速飞行的子弹其动能约为4.5×10^14焦耳 ， 大小相当于燃爆5颗广岛原子弹所释放出的能量 ， 但击中在地面上并不会穿透1.2万公里厚的地球 。 可是 ， 这样计算对吗？
由于子弹的速度达到了光速 ， 单纯以牛顿力学去计算它的能量 ， 会与实际情况产生巨大的偏差 ， 因此必须考虑狭义相对论效应 。
在狭义相对论中 ， 子弹的质量与它的速度有关系 ， 速度越接近于光速 ， 子弹的质量增加得越快 ， 当速度达到光速时 ， 子弹的质量会增加到无穷大 ， 动能也就变为无穷大 。
这样一来 ， 这颗光速飞行的子弹真就可称得上是无坚不摧了 ， 不要说一个地球 ， 就是整个银河系也会被它所毁灭 。
可是真的可以将一颗子弹以光速发射出去吗？光速是所有物质不可能达到的一个速度上限 ， 子弹的速度一旦达到光速 ， 上图公式中的分母就会成为0 ， 这显然是不可能的 。
虽然子弹不能达到光速 ， 但是它的速度总是可以无限接近于光速的 。 那子弹的速度到底需要达到多少 ， 才能毁灭地球呢？
完全炸开地球 ， 需要克服地球的组成物质在自身引力作用下聚合在一起而形成的结合能 ， 通过计算 ， 地球的结合能简直就是一个天文数字 ， 大小约为2.2×10^32焦耳 。 它到底有多大？相当于太阳在一周之内释放出的全部能量 。
通过狭义相对论的计算 ， 当子弹的速度只比光速小1/10^30时 ， 它击中在地面上就可以完全摧毁整个地球 。
实际上 ， 宇宙中每时每刻都有大量这样的小“子弹”——中微子——以十分接近光速的速度穿透地球 ， 但是由于中微子的质量太小了 ， 有的还不足电子质量的百万分之一 ， 再加上它们很难与地球上的物质发生相互作用 ， 因此地球一直在中微子的轰击下安然无恙 。


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